張峰水庫工程輸水總干玻璃鋼夾砂管安裝施工方法

郭 楠

（山西水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 工程概況

張峰水庫輸水工程由總干、一干和二干組成，為城市生活、工業(yè)、農(nóng)村人畜飲水和蔬菜、桑園灌溉輸水。總干為一、二干輸水，設(shè)計(jì)流量6.45～2.44m3/s。張峰水庫總干輸水管線T25+251.05～T38+267.99段采用DN1200 mm玻璃鋼管，二干輸水管道采用DN800 mm玻璃鋼管。

輸水管道大部分隨地勢鋪設(shè)，管路穿過的地層多數(shù)為砂卵石和低液限黏土層，在砂卵石和土基上管溝開挖，開挖邊坡分別為1∶1和1∶0.75，在巖石基礎(chǔ)上管溝開挖為垂直開挖。管道埋設(shè)完成后，回填至原地面，但管頂以上覆土厚度不小于1.5 m，玻璃鋼管可將開挖的砂卵石、土和土石作為回填料回填。供水干管在樁號(hào)T30+697.60～T30+760.60段穿越河道，穿河段的防洪標(biāo)準(zhǔn)為：設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。穿河段地層巖性為砂卵石，根據(jù)管道穿河段的地形地質(zhì)條件，結(jié)合采取防護(hù)措施后的河道沖刷計(jì)算結(jié)果，對(duì)管道基礎(chǔ)和頂部分別進(jìn)行處理。

2 工程特點(diǎn)

新型的玻璃鋼夾砂管材安裝，管基處理和管道安裝施工技術(shù)要求高。管道沿線建筑物較多，施工項(xiàng)目較為復(fù)雜，且與公路、河溝等多處交叉。交叉部位同樣施工技術(shù)要求高，既要保證原有設(shè)施的正常運(yùn)行，又要保證管線施工的按時(shí)、保質(zhì)完成。

3 施工方法

3.1 溝槽開挖

在溝槽土方開挖前期，首先應(yīng)根據(jù)招標(biāo)文件有關(guān)技術(shù)條款的規(guī)定和設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谠孛嫔线M(jìn)行開挖開口線的精確測放，并在開挖開口線上作明顯標(biāo)志。在整個(gè)施測過程中，其測量精度和程序均應(yīng)滿足《水利水電工程施工測量技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。測量完成后，按規(guī)定向監(jiān)理工程師提交相應(yīng)的測量放線成果資料，待監(jiān)理工程師對(duì)測量成果進(jìn)行認(rèn)可后，方可進(jìn)行開挖作業(yè)。

由于管道溝槽土方開挖深度和斷面均較小，故擬主要采用1.0 m3反鏟挖機(jī)分段開挖，除底部預(yù)留30 cm的保護(hù)層人工開挖外，上部土方采用挖機(jī)一次開挖。針對(duì)各段的開挖深度，大部分可一層開挖，開挖深度為3～4 m。對(duì)于局部地段和高地部位，可分兩層或多層開挖，先開挖地面突出部分，而后對(duì)管溝土方一層開挖，所有開挖邊坡均按設(shè)計(jì)邊坡坡度控制。最深處分3層開挖，每層開挖深度為4 m。為方便后期的管溝回填，開挖土料均就近堆放于溝槽一側(cè)，并用推土機(jī)配合對(duì)臨時(shí)堆土區(qū)進(jìn)行修整，以滿足環(huán)保要求。

機(jī)械開挖至距設(shè)計(jì)高程10 cm時(shí)，由人工清基至設(shè)計(jì)高程，避免擾動(dòng)原基。

根據(jù)該段溝槽石方開挖斷面和特點(diǎn)，保證開挖尺寸和邊坡穩(wěn)定，以提高開挖質(zhì)量，表層風(fēng)化較嚴(yán)重巖石擬采用破碎錘開挖。下部較完整巖石擬采用手風(fēng)鉆鉆孔，分段分層淺層開挖，接近建基面部位按保護(hù)層一次性開挖。保護(hù)層開挖時(shí)的周邊孔采用光面爆破，并在底部設(shè)柔性墊層。由于本工程石方爆破地點(diǎn)離公路較近，故石方爆破時(shí)盡量采用小藥量爆破，以免造成破壞。根據(jù)施工現(xiàn)場附近具體情況在石方爆破施工時(shí)上部做好防護(hù)措施。

3.2 玻璃鋼管安裝

3.2.1 工藝流程

根據(jù)玻璃鋼管的單節(jié)長度和重量并結(jié)合管道安裝施工特點(diǎn)，擬采用8 t汽吊吊裝下管，而后人工輔助三腳架等輔助吊裝設(shè)備精確安裝就位的安裝方法，其具體安裝工藝流程見圖1。

圖1 玻璃鋼管道安裝工藝流程圖

（1）汽吊車吊管入槽。將8 t汽吊車安設(shè)在安裝工作面附近的溝槽邊，吊車的安設(shè)應(yīng)力求在每一安設(shè)位置能控制較大的安裝工作面。在設(shè)施吊裝前，應(yīng)檢查吊車的安全起吊位置和水平距離是否合理，同時(shí)檢查所配備的鋼絲繩、卡環(huán)等輔助設(shè)施十分完好無損，否則不能進(jìn)行吊裝。吊車吊裝前，應(yīng)先在汽吊位置空轉(zhuǎn)180°，在無咬聲的情況下，指揮下溝，作好試吊工作，試吊確認(rèn)安全可靠后方能吊裝，當(dāng)管件吊裝至管槽位置后，緩緩落溝。直到平穩(wěn)地下放在槽底已經(jīng)鋪設(shè)好的墊層上為止。吊車松鉤卸繩后，進(jìn)行下一管節(jié)的吊裝。

（2）三腳架吊管就位。管件在溝槽內(nèi)放穩(wěn)后，將自制簡易三腳架安放于管節(jié)部位，利用前后兩臺(tái)三腳架將準(zhǔn)備安裝的管節(jié)平穩(wěn)吊離槽底一定距離，在起吊過程要注意管件前后吊點(diǎn)的平衡，以使管件前后能平衡上升，不致造成管件傾斜，甚至前后串繩。為保護(hù)管外壁的保護(hù)層不被損壞，應(yīng)避免起吊繩與管壁直接接觸，必要時(shí)可在起吊繩外套一膠管或在接觸部位墊襯柔性材料。

（3）清口套膠圈、涂潤滑劑。三腳架將管件粗略就位后，檢查管件的承插口是否清潔完好，否則應(yīng)對(duì)其進(jìn)行清理。承插口清理干凈后，先在插口凹槽內(nèi)涂抹一層食品級(jí)植物類潤滑油，而后將驗(yàn)收合格的止水膠圈套入插口止水凹槽內(nèi)，套好后應(yīng)拉動(dòng)整條膠圈，使膠圈沿凹槽有所串動(dòng)，以使膠圈松緊適中地落在凹槽內(nèi)，且無扭曲、翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，若膠圈太松，應(yīng)更換另一條膠圈。為增加管件承插連接時(shí)的光滑度，保證安裝質(zhì)量，在插口膠圈套好后，在管道插口外表面的凹槽和膠圈上均勻涂抹一層植物類潤滑油，嚴(yán)禁使用石油基潤滑油。

（4）外拉法對(duì)中安裝。管道插口膠圈套好后，承插安裝準(zhǔn)備工作即為就緒，而后采用外拉法進(jìn)行承插口連接，利用三腳架上倒鏈的平衡放繩將管節(jié)下到對(duì)接口處，而后利用外拉裝置均勻地拉動(dòng)管節(jié)，使管節(jié)逐漸進(jìn)入承口內(nèi)部。在對(duì)接過程中，應(yīng)隨時(shí)觀察管節(jié)的連接情況和膠圈的是否被擠壓錯(cuò)位，如發(fā)現(xiàn)管節(jié)有較大的偏移和錯(cuò)位，應(yīng)立即停止拉管，及時(shí)退出安裝管節(jié)，并檢查膠圈損壞情況，待調(diào)整好后，重新進(jìn)行安裝。待安裝管節(jié)的插口全部進(jìn)入承口內(nèi)（管節(jié)與管節(jié)之間的縫寬達(dá)到設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)）后，即完成承插口的連接。

（5）接頭打壓試驗(yàn)。每一雙膠圈接頭安裝完畢后，都應(yīng)按照制造商推薦的方法，并會(huì)同現(xiàn)場監(jiān)理工程師進(jìn)行接頭打壓試驗(yàn)。接頭打壓試驗(yàn)應(yīng)采用專用的設(shè)備和儀器進(jìn)行，試驗(yàn)壓力應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，接頭打壓時(shí)應(yīng)保持在試驗(yàn)壓力下持續(xù)5 min，如發(fā)現(xiàn)管底滴水或滲漏，并且達(dá)不到規(guī)定壓力時(shí)，應(yīng)拆除重新安裝，并再次打壓檢驗(yàn)，直到合格為止。必須作到安裝一節(jié)，試壓一節(jié)，以確保工程質(zhì)量。

（6）測量復(fù)核。管節(jié)安裝好后，應(yīng)配專業(yè)測量人員對(duì)管節(jié)進(jìn)行測量復(fù)核。測量復(fù)核的主要內(nèi)容包括管道的安裝高程和軸線。對(duì)任一單節(jié)標(biāo)準(zhǔn)長度的管道，其豎向和水平誤差不應(yīng)超過圖紙所示中線的50 mm，同時(shí)其兩端口豎向和水平誤差不大于50 mm，接頭偏角不超過限定值。接頭內(nèi)部空隙不超過管道制造商推薦的數(shù)值。

（7）管道支撐和固定。管節(jié)安裝和打壓合格后，并經(jīng)測量復(fù)核后，為防止其由于其他客觀因素而產(chǎn)生移動(dòng)和錯(cuò)位，應(yīng)及時(shí)在其下部用規(guī)定的材料進(jìn)行支撐和固定，以使管節(jié)保持穩(wěn)定。每班安裝工作前，應(yīng)對(duì)此前已安裝好的前一節(jié)管道進(jìn)行復(fù)測，如發(fā)現(xiàn)位移，應(yīng)重新復(fù)位，合格后再繼續(xù)安裝。

（8）管接頭處理。待兩節(jié)管節(jié)安裝完成并經(jīng)接頭打壓和測量復(fù)核合格后，應(yīng)及時(shí)按設(shè)計(jì)要求對(duì)管接頭進(jìn)行處理。

3.2.2 爬坡段管道具體安裝程序及方法

爬坡段管道安裝方法基本與水平段管道安裝相同，不同的是管道運(yùn)輸至施工現(xiàn)場后，在坡頂由20 t汽吊集中吊裝下管至溝槽內(nèi)，而后由龍門架吊起管道，卷揚(yáng)機(jī)拉運(yùn)至安裝部位，龍門架直接進(jìn)行安裝。安裝好一節(jié)管道后再從坡頂運(yùn)管至安裝點(diǎn)就位安裝。爬坡段管道安裝應(yīng)在管底墊層驗(yàn)收合格以后進(jìn)行安裝，管道安裝完成第一次打壓合格后，將管道前后兩道半圓鋼板箍用螺栓和錨桿聯(lián)接加固。

3.3 土方回填

管道土方回填共分3區(qū)。管道回填料采用開挖時(shí)溝槽兩側(cè)就近堆放的合格土料。待管道安裝完成一段及外部接縫處理完畢，并經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格，即可進(jìn)行該段管道兩側(cè)的土方回填；回填完成一段后即進(jìn)行下一段管溝的回填。

管區(qū)Ⅰ回填指的是槽底到0.7倍的管外徑回填區(qū)域。回填土料第一層即與砂墊層結(jié)合部位處回填擬采用人工鋪料入倉，小型手扶式振動(dòng)碾碾壓密實(shí)。其他回填土石料采用開挖溝槽時(shí)就近堆放的合格土料，土方回填擬采用挖機(jī)直接甩料入倉（挖機(jī)甩料時(shí)挖鏟盡量靠近基槽底，不得在管道上方高于0.6 m以上處向下傾倒回填料），而后人工順管道軸線方向通倉分層攤鋪，每層鋪料厚度為15 cm，由于管道兩側(cè)的回填倉面較小，采用小型手扶式振動(dòng)碾和小型振動(dòng)電夯壓實(shí)，局部邊腳部位采用人工木夯夯實(shí)，壓實(shí)系數(shù)不得小于0.95。回填料應(yīng)均勻散布在管溝內(nèi)，沿管道兩側(cè)同時(shí)均勻回填，確保不擾動(dòng)管位。管區(qū)Ⅱ回填方法與管區(qū)Ⅰ回填方式相同，壓實(shí)系數(shù)不得小于0.9。

管區(qū)Ⅲ回填長度及工程量較大，擬采用分段分層機(jī)械化流水線回填施工作業(yè)，即挖掘機(jī)甩料、小型推土機(jī)鋪料平倉、平碾壓實(shí)。

4 安全及質(zhì)量控制

首先建立安全消防責(zé)任制，并且落實(shí)大施工班組及個(gè)人。嚴(yán)格按照ISO9001標(biāo)準(zhǔn)，按設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)行規(guī)范精心施工，確保優(yōu)良工程。項(xiàng)目部配備專職安全員，施工隊(duì)視情況設(shè)專職或兼職安全員，施工班組設(shè)兼職安全員，由經(jīng)專門培訓(xùn)且責(zé)任心強(qiáng)的人員擔(dān)任，負(fù)責(zé)檢查施工現(xiàn)場的安全施工，及時(shí)反映各種安全隱患并及時(shí)進(jìn)行處理，做到防患于未然。

5 結(jié)束語

以上僅對(duì)玻璃鋼管在實(shí)際施工中的應(yīng)用進(jìn)行了理論的分析及基礎(chǔ)實(shí)踐小結(jié)，以供從事現(xiàn)場施工的技術(shù)人員進(jìn)行參考和借鑒，現(xiàn)場施工中還需進(jìn)行積極探索及不段的完善施工方法。